Hidrológiai Közlöny, 2013 (93. évfolyam)
2013 / 2. szám - Hernesz Péter - Kiss Tímea: A Tisza meder partfalának vizsgálata: Késő-pleisztocén és holocén folyóvízi folyamatok az Alsó-Tiszán
^tERNESZ^^^CIS^T^^^isZíMTieí^ 15 Alsó zóna: dó'lö rétegek Az alsó zónát alkotó rétegek l-20°-os dőlésszöggel lejtenek dél felé, bár vannak közöttük DK-i és DNy-i irányultságúak is. A vízszint alatt is folyatatódnak, így talppontjuk nem állapítható meg. A rétegek egymással nem párhuzamosak, így még ugyanazon réteg dőlésszög értéke is változatosan alakul: a felső, elkeskenyedő részen 0-5° közötti a lejtésük, míg az alsóbb szakaszokon meredekebbé válnak (1020°). Hosszúságuk átlagosan 9 m, a legkisebb dőlésszögű (1°) és ezért leghosszabban nyomon követhető réteg 41,4 m hosszú. A partfal teljes hosszában felmért dőlő rétegek átlagos vastagsága 74 cm, de előfordul 20-240 cm vastag réteg is. Szerkezetükre a finom rétegzettség jellemző, több helyen a homokfodrok rajzolata ismerhető fel. A morfológiai jegyek alapján a dőlő rétegsort övzátony-üledéknek tekinthetjük, hiszen a rétegek jellemzői és dőlésszögei megegyeznek a Miall (1996) által leírt övzátony üledékfáciesben megállapított értékekkel. A partfal három egysége közül az északi szakasz a legrövidebb (65 m). Itt három szelvény mentén történt mintavétel (MK 1-3), melyek alapján viszonylag kevés, összesen 11 dőléssel rendelkező réteg került elkülönítésre. Ezek átlagos vastagsága 51 cm, ami jelentősen elmarad a partfal teljes hosszára jellemző átlagértéktől. Az itt található rétegek DNy felé dőlnek átlagosan 7°-al. A rétegeket felépítő üledékek szemcseméretében nem mutatható ki egyértelmű vertikális változás, azaz nem finomodnak vagy durvulnak felfelé haladva, viszont makroszkóposán jól elkülöníthetők. Ezt a szakaszt a középső részén elhelyezkedő MK2-es szelvény alapján mutatjuk be részletesen (2. ábra), melynek alsó, 200 cm-es része 5 dőlő réteget érint. A legalsó (470-420 cm) laza szerkezetű réteg legnagyobb részét az iszap (64-75 %) és az agyagfrakció (22-24 %) teszi ki, de csekély mennyiségű (0,5-6 %) finomhomokot is tartalmaz (d 9 0: 98,7 pm). Az ezt követő rétegben (420-380 cm) az agyag aránya megemelkedik (27-37 %), ezzel szemben a homokfrakció teljes egészében eltűnik (d 9 0: 50,9 pm). Ezt egy hasonló vastagságú réteg követi (380-340 cm), melyben 70-73 % az iszap- és 27-30 % az agyagfrakció aránya (d 9 0: 52,0 pm). A homokfrakció minimális arányban (0-1,1 %) ismét megjelent a 340-290 cm közötti rétegben (iszap: 65-75 %, agyag: 24-35 %, d 9 0: 52,7 (im). E három utóbbi dőlő rétegre a nagy keménység mellett a finom rétegződés és a vasas kiválások is jellemzőek. Ismét lazább szerkezettel rendelkezik viszont a 290-270 cm közötti réteg, amiben 4 %-ra nő a homoktartalom (iszap: 64-74 %, agyag: 22-34 %, d 9 0: 94,0 pm). Végül az üledéksort egy iszapos réteg (270-200 cm) zárja. A szelvény által érintett 5 dőlő rétegben hasonló szemcseméreti osztályok fordultak elő, így látszólag alig van köztük különbség. Azonban a d 9 0 értékek már jelentősen eltérnek, hiszen a lazább szerkezetű (legalsó és legfelső) rétegekben 94-99 (jm, míg a kötöttebb és keményebb középső rétegekben 50-53 pm közé esik. A szakasz dőlő rétegeinek átlagos d 9 0 értéke 59,4 um. A középső szakasz hosszabb (85 m) az előzőnél, és itt 5 szelvényt létesítettünk (MK 4-8). Az azonosított 20 dőlő réteg átlagos vastagsága 75 cm, mely a partfal teljes hosszának átlagértékével csaknem megegyezik. A rétegek leginkább DK felé dőlnek átlagosan 10°-al, tehát meredekebbek és eltérő irányultságúak is, mint az északi szakaszon. A rétegeket felépítő üledékek az előző szakaszhoz hasonló makroszkópos jellemzőket mutatnak, viszont még kisebb szemcseméretüek, mely a bemutatásra kerülő MK7 szelvény szemcseösszetételében is megmutatkozik (2. ábra). A szelvény alján lévő réteg (670-630 cm) nagyrészt iszapból (6669 %) és agyagból (31-33 %) áll (d 9 0: 62,1 pm), homokfrakció csak elvétve található benne (0,1-0,5 %). Felette (630600 cm) egy vékony, finoman rétegzett, de durvább (d 9 0: 68,5 pm) réteg települt, melyben a homoktartalom 0,5-2 %ra nőtt. Az erre rakódott (600-550 cm), padosan elváló, kemény rétegben a finom üledékek aránya megnövekedett (d 9 0: 59,3 pm). Hasonló szemcseösszetétel jellemzi az 550450 cm (d 9 0: 62,5 pm) és a 450-380 cm (d 9 0: 62,1 pm) közötti dőlő rétegeket is. A szelvényben elkülönített dőlő rétegek d 9 0 értéke 59-68 pm közötti (átlag: 55,3 pm), tehát a szemcseméret kismértékben csökkent ezen a szelvény-szakaszon. A harmadik legdélebbi, és egyben leghosszabb (280 m) vizsgálható partfal-szakaszon 7 szelvényt (MK 9-15) vettünk fel és itt azonosítottuk a legtöbb dőlő réteget is. Ezek átlagos vastagsága 84 cm, amely a legnagyobbnak számít a három szakasz közül. Itt találhatóak viszont a legkisebb dőléssel rendelkező (0,5-1°) és ezért a leghosszabban követhető rétegek (átlagos dőlésszög: 6°), amelyek a középső szakaszhoz hasonlóan DK felé dőlnek. A szemcseösszetételvizsgálatok szerint a rétegsorból teljes hosszában hiányzik a homok frakció, így például az MK10 szelvényben (2. ábra) a rétegek d 9 0 értéke 39-47 pm között változik (a szelvény d 90 átlagértéke 41,6 pm). A rétegekben az iszap dominál (46-75 %), és közöttük a különbséget a mészkiválások és a d 5 0 értékek adják (d 5 0: 13 és 19 pm között). Tehát a kanyarulat partfalát felépítő üledékek északról dél felé haladva fokozatosan finomodnak, amit mutat, hogy az átlagos d 9 0 érték 59,4 pm-ről 41,6 pm-re csökken, és hogy egyre iszaposabbá és agyagosabbá válnak a rétegek. Az átlagos dőlésszög a középső szakaszon a legnagyobb (9°), így itt a legsűrűbben rétegzett a partfal és legvékonyabbak a rétegek is. A makroszkopikus jellemzők arra utalnak, hogy a partfal egy egykori övzátony-sort tár fel, s a csuszamlásos szakaszok egykori sarlólaposok agyagos üledékeit jelzik. A partfal mentén feltáródott zátonyfrontok dőlési szöge a középső egységben a legmeredekebb (átlagosan 15,7°), míg az északi és a déli szakaszon jóval lankásabb (északi: 9°, déli: 10°). Tehát a középső egység kialakulása az üledéksort létrehozó kanyarulat csúcsi részéhez köthető, míg a kisebb dőlésű zátonyokkal rendelkező északi és déli egység a kanyarulat csúcsától távolabb fejlődött. Az övzátonyok anyaga a zátonyfrontok felé kismértékű durvulást mutat, melyet az MK9-es szelvény 480-420 cm közötti (d 9 0: 36,2 pm) és az MK10-es szelvény 600-490 cm közötti rétege (d 9 0: 42,2 pm) is jól mutat. Az övzátony-rétegek összetétele alapján a formákat létrehozó víz sebessége meghatározható (Hjulström 1935). A számításokhoz az egy-egy rétegen belüli d 9 0 értékek maximumát használtuk fel. Az északi és a középső szakasz rétegeit felépítő üledék legdurvább szemcséinek szállítását 0,006-0,2 m/s sebességű folyóvíz végezhette, míg a déli egység hordalékát 0,003-0,23 m/s sebességű vízfolyás szállíthatta. (Összehasonlításul ma a Tisza kisvízi sebessége Szentesnél 0,1-0,4 m/s; Fiala és Kiss 2006.). A rétegsor jellemzői alapján megállapítható, hogy az övzátonyok épülése folyamatosan csökkenő energiaviszonyokkal jellemezhető folyóvízi környezetben ment végbe, miközben a meder délnyugati-délkeleti irányba tolódott el. Felső zóna: vízszintes rétegek Az északi kanyarulat által feltárt rétegsor felső zónáját vízszintes településű, homogén rétegek alkotják, melyeket az MK1 szelvény alapján mutatunk be (2. ábra). A legalsó
